加壓碳化塔笠帽

《加壓碳化塔笠帽》是江蘇德邦化學工業集團有限公司於2002年3月26日申請的專利，該專利的申請號為022196161，公告號為CN2536571，公告日為2003年2月19日，發明人是趙祥海，該專利涉及一種酸式碳酸鈉的生產設備。

《加壓碳化塔笠帽》的笠帽的形狀與構造對酸式碳酸鈉生產中的合成變換氣碳化過程中的氣液的良好接觸、氣體的均勻分布、二氧化碳的吸收效率的高低具有很大的影響。其特徵在於將加壓碳化塔內原有的上部笠帽的倒錐形底盤的底盤中心圓孔擴大，其筋板的長邊上端在笠帽錐頂內側的中心位置圍成一個直徑相應擴大的圓周，長邊的邊下端與倒錐形底盤中心的圓孔周邊相距50毫米，倒錐形底盤的板面上不設橢圓形氣孔，將下部笠帽的底盤中心原設有的圓孔縮小，其筋板的長邊的邊上端在笠帽錐頂內側的中心位置圍成的圓周也相應縮小，長邊的邊下端與倒錐形底盤中心所設的圓孔周邊相距都是50毫米。

2005年，《加壓碳化塔笠帽》獲得第四屆江蘇省專利項目獎優秀獎。

（概述圖為《加壓碳化塔笠帽》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：加壓碳化塔笠帽
• 公告號：CN2536571
• 公告日：2003年2月19日
• 申請號：022196161
• 申請日：2002年3月26日
• 專利權人：江蘇德邦化學工業集團有限公司
• 地址：江蘇省連雲港市海州區江化路
• 發明人：趙祥海
• 分類號：C01D7/18
• 代理機構：南京眾聯專利代理有限公司
• 類別：實用新型專利
• 代理人：畢東峰

專利背景

在採用聯鹼法生產純鹼的設備中，需要利用碳化塔來使從碳化塔底部與中部進入的合成變換氣與從碳化塔上部淋下的清洗氨母液接觸，經吸收反應後生成有較高溫度的碳酸氫鈉液，此碳酸氫鈉液經碳化塔下部的冷卻水箱降溫，使較多的碳酸氫鈉結晶析出，同時又能吸收更多的二氧化碳氣體，使析出的碳酸氫鈉結晶逐漸長大。這種碳酸氫鈉懸浮液從碳化塔的底部排出，進入鹼液槽，再經過濾分離，製得碳酸氫鈉成品，碳酸氫鈉成品經過煅燒最終生產出產品純鹼。

由於原設計的碳化塔，通常習慣稱此塔為加壓碳化塔的笠帽設計上存在一定的缺陷，所以使加壓碳化系統生產能力較低，加壓碳化塔的作業效果不良，具體的表現為：

（1）取出固液比低，一般為20％左右；取出固定銨低，一般為82滴度；

（2）塔中部反應差，中溫一般低於60℃，有時為55℃；

（3）碳酸氫鈉析出的結晶細，沉降時間長，一般為100秒以上；

（4）塔內碳酸氫鈉結疤嚴重，清洗效果差，煮塔頻繁，一般需3天煮一次；

（5）碳化水箱冷卻效果差，碳化取出溫度高，碳化轉化率低，一般低於60％；

（6）單塔生產能力低，處理變換氣量一般低於5000立方米/小時。

鑒於以上存在的問題，使企業的加壓碳化系統的生產能力較低，則作業成本也不易下降。

發明內容

專利目的

針對2002年3月前已有技術的不足，對加壓碳化塔進行了深入的分析研究，認為加壓碳化塔的笠帽的形狀與構造對碳化過程中的氣液的良好接觸、氣體的均勻分布、二氧化碳的吸收效率的高低具有很大的影響。

技術方案

加壓碳化塔的塔內近頂部開始向塔的下方均勻設定22個上部笠帽，在上部笠帽全部放置完畢後，依次再放置8個下部笠帽，此時最下方的下部笠帽已將接近加壓碳化塔的塔底。

在加壓碳化塔的頂面上設有尾氣出口管，在第一個上部笠帽的塔側壁上設有清洗氨母液入口管，在第一個下部笠帽的塔側壁上設有中部變換氣入口管，在每個下部笠帽的下方都設有一個冷卻水箱，在最下方的一個下部笠帽的下方塔底部設有塔底變換氣入口管和一個碳酸氫鈉懸浮液的出口管。這種加壓碳化塔的結構主要是使參加反應的氣體與液體在塔內有最大的接觸面積使化學反應能最完全。

原有的上部笠帽是帶有鋸齒邊緣的錐形頂蓋與中心設有直徑為260毫米圓孔的倒錐形底盤，在頂蓋與底盤中間設有以45°角均勻分布的8塊筋板作為頂蓋與底盤的連線板，連線板是一塊上、下邊與笠帽錐形頂蓋與倒錐形底盤的內表面相連線的四邊形平板，四邊形平板的兩側的板邊為一條長邊與一條短邊，短邊處於笠帽的外周邊側的鋸齒齒谷的下方，長邊處於笠帽的中心部位

並要求8條長邊的邊上端在笠帽頂部內側的中心位置圍成一個直徑為100毫米的圓周，使8條長邊的邊下端與底盤中心所設的一個直徑為260毫米的圓孔周邊相併齊；在底盤上由8塊筋板分隔的8份底盤的板面上各設有一個橢圓形氣孔。

下部笠帽是帶有鋸齒邊緣的錐形頂蓋與中心設有直徑為1100毫米圓孔的倒錐形底盤，在頂蓋與底盤中間設有以45°角均勻分布的8塊筋板作為頂蓋與底盤的連線板，連線板是一塊上、下邊與笠帽錐形頂蓋與倒錐形底盤的內表面相連線的四邊形平板，四邊形平板的兩側的板邊為一條長邊與一條短邊，短邊處於笠帽的外周邊側的鋸齒下方，長邊處於笠帽的中心部位，並要求8條長邊的邊上端在笠帽錐頂內側的中心位置圍成一個直徑為800毫米的圓周，使8條長邊的邊下端與底盤中心所設的一個直徑為1100毫米的圓孔周邊相併齊。

對原設計的笠帽作的改變是：現將第1-19個上部笠帽改變成此種上部笠帽是帶有鋸齒邊緣的錐形頂蓋與中心設有直徑擴大為700毫米圓孔的倒錐形底盤，在頂蓋與底盤中間設有以45°角均勻分布的8塊筋板作為頂蓋與底盤的連線板，連線板是一塊上、下邊與笠帽錐形頂蓋與倒錐形底盤的內表面相連線的四邊形平板，四邊形平板的兩側的板邊為一條長邊與一條短邊，短邊處於笠帽的外周邊側的鋸齒齒谷的下方，長邊處於笠帽的中心部位，並要求8條長邊的邊上端在笠帽錐頂內側的中心位置圍成一個直徑擴大為400毫米的圓周，使8條長邊的邊下端與底盤中心所設的一個直徑為700毫米的圓孔周邊相距50毫米，將在底盤上由8塊筋板分隔的8份底盤的底板上所設的8個橢圓氣孔取消；將第20-22個上部笠帽改變成此種上部笠帽是帶有鋸齒邊緣的錐形頂蓋與中心設有直徑擴大為800毫米圓孔的倒錐形底盤，在頂蓋與底盤中間設有以45°角均勻分布的8塊筋板作為頂蓋與底盤的連線板，連線板是一塊上、下邊與笠帽錐形頂蓋與倒錐形底盤的內表面相連線的四邊形平板，四邊形平板的兩側的板邊為一條長邊與一條短邊，短邊處於笠帽的外周邊側的鋸齒齒谷的下方，長邊處於笠帽的中心部位，並要求8條長邊的邊上端在笠帽錐頂內側的中心位置圍成一個直徑擴大為400毫米的圓周，使8條長邊的邊下端與底盤中心所設的一個直徑擴大為800毫米的圓孔周邊都相距50毫米；將在底盤上由8塊筋板分隔的8份底盤的底板上所設的8個橢圓形氣孔取消。

採用8個下部笠帽，這些下部笠帽都是帶有鋸齒邊緣的錐形頂蓋與中心設有直徑依次縮小為800、790、780、770、760、750、740、730毫米圓孔的倒錐形底盤，在頂蓋與底盤中間設有以45°角均勻分布的8塊筋板作為頂蓋與底盤的連線板，連線板是一塊上、下邊與笠帽錐形頂蓋與倒錐形底盤的內表面相連線的四邊形平板，四邊形平板的兩側的板邊為一條長邊與一條短邊，短邊處於笠帽的外周邊側的鋸齒齒谷的下方，長邊處於笠帽的中心部位，並要求8條長邊的邊上端在笠帽錐頂內側的中心位置圍成一個直徑縮小為400毫米的圓周，使8條長邊的邊下端與底盤中心所設的各個不同直徑的圓孔周邊相距都是50毫米。

有益效果

採用《加壓碳化塔笠帽》的有益效果是上部笠帽擴大了底盤的中間孔並取消了橢圓孔後，增大了氣液接觸行程，延長了反應時間，轉化率提高，碳酸氫鈉的結晶顆粒大；而下部笠帽縮小了底盤的中間孔後，增大了氣體流速，攪動效果好，反應更加完全。而原來存在的6個問題得以改善：

（1）取出固液比高，一般為25％左右；取出固定銨高，一般為88滴度；

（2）塔中部反應好，中溫一般高於65℃；

（3）碳酸氫鈉析出的結晶顆粒大，沉降時間短，一般為85秒；

（4）塔內碳酸氫鈉不易結疤，清洗效果好，煮塔次數一般為2個月煮一次；

（5）碳化水箱冷卻效果好，碳化取出溫度低，同等氣量下取出溫度可低2-3℃；碳化轉化率高，一般在65％以上；

（6）單塔生產能力高，處理變換氣量一般為6000立方米/小時，最高可達7000立方米/小時，使生產能力提高達20％以上，僅此改造可年增產值近100萬元。

附圖說明

附圖1是《加壓碳化塔笠帽》的上部笠帽的結構示意圖；

附圖2是該實用新型的下部笠帽的結構示意圖；

附圖3是該實用新型的安裝結構示意圖。

權利要求

1、《加壓碳化塔笠帽》是由錐形具鋸齒頂蓋、倒錐形底盤、筋板構成的，其特徵在於加壓碳化塔內的第1-19個上部笠帽的倒錐形底盤（3）的底盤中心設有直徑擴大為700毫米的圓孔（5），其筋板（2）是一塊上、下邊與笠帽錐形頂蓋（1）與倒錐形底盤（3）的內表面相連線的四邊形平板，四邊形平板的兩側的板邊為一條長邊與一條短邊，短邊處於笠帽的外周邊側的鋸齒（7）齒谷的下方，長邊處於笠帽的中心部位，此8條長邊的邊上端在笠帽錐頂內側的中心位置圍成一個直徑擴大為400毫米的圓周（6），而8條長邊的邊下端與底盤（3）中心所設的一個直徑為700毫米的圓孔（5）周邊相隔距離（4）為50毫米，倒錐形底盤（3）的板面上不設橢圓形氣孔；

將第20-22個上部笠帽的倒錐形底盤（3）的中心設有直徑擴大為800毫米圓孔（5），筋板（2）的兩側的板邊為一條長邊與一條短邊，短邊處於笠帽的外周邊側的鋸齒（7）齒谷的下方，長邊處於笠帽的中心部位，使8條長邊的邊上端在笠帽錐頂（1）內側的中心位置圍成一個直徑擴大為400毫米的圓周（6），使8條長邊的邊下端與倒錐形底盤（3）中心所設的一個直徑為800毫米的圓孔（5）周邊相隔距離（4）為50毫米；倒錐形底盤（3）的板面上不設橢圓形氣孔；

其下部笠帽有8個，這些下部笠帽都有帶有鋸齒邊緣的錐形頂蓋（8）與中心設有直徑依次縮小為800、790、780、770、760、750、740、730毫米的圓孔（12）的倒錐形底盤（10），其筋板（9）是一塊上、下邊與笠帽錐形頂蓋（8）與倒錐形底盤（10）的內表面相連線的四邊形平板，四邊形平板的兩側的板邊為一條長邊與一條短邊，短邊處於笠帽的外周邊側的鋸齒（14）齒谷的下方，長邊處於笠帽的中心部位，並將8條長邊的邊上端在笠帽錐頂（8）內側的中心位置圍成一個直徑縮小為400毫米的圓周（13），使8條長邊的邊下端與倒錐形底盤（10）中心所設的各個不同直徑的圓孔（12）周邊相隔距離（11）都是50毫米。

實施方式

參照附圖1：將第1-19個上部笠帽改變成此種上部笠帽是帶有鋸齒邊緣的錐形頂蓋1與中心設有直徑擴大為700毫米圓孔的倒錐形底盤3，在頂蓋1與底盤3中間設有以45°角均勻分布的8塊筋板2作為頂蓋1與底盤3的連線板，連線板2是一塊上、下邊與笠帽錐形頂蓋1與倒錐形底盤3的內表面相連線的四邊形平板，四邊形平板的兩側的板邊為一條長邊與一條短邊，短邊處於笠帽的外周邊側的鋸齒7齒谷的下方，長邊處於笠帽的中心部位，並要求8條長邊的邊上端在笠帽錐頂內側的中心位置圍成一個直徑擴大為400毫米的圓周6，使8條長邊的邊下端與底盤中心所設的直徑為700毫米的圓孔5周邊相隔距離4為50毫米，將在倒錐底盤上由8塊筋板分隔的8份底盤板面上所設的8個橢圓氣孔取消；

將第20-22個上部笠帽改變成此種上部笠帽是帶有鋸齒邊緣的錐形頂蓋1與中心設有直徑擴大為800毫米圓孔5的倒錐形底盤3，在頂蓋1與底盤3中間設有以45°角均勻分布的8塊筋板2作為頂蓋1與底盤3的連線板，連線板是一塊上、下邊與笠帽錐形頂蓋1與倒錐形底盤3的內表面相連線的四邊形平板，四邊形平板的兩側的板邊為一條長邊與一條短邊，短邊處於笠帽的外周邊側的鋸齒7齒谷的下方，長邊處於笠帽的中心部位，並要求8條長邊的邊上端在笠帽錐頂內側的中心位置圍成一個直徑擴大為400毫米的圓周6，使8條長邊的邊下端與底盤3中心所設的直徑為800毫米的圓孔5周邊相隔的距離4都是50毫米；將在底盤3上由8塊筋板分隔的8份底盤的板面上所設的8個橢圓氣孔取消。

參照附圖2：採用8個下部笠帽，這些下部笠帽都是帶有鋸齒邊緣的錐形頂蓋8與中心設有直徑依次縮小為800、790、780、770、760、750、740、730毫米圓孔12的倒錐形底盤10，在頂蓋8與底盤10中間設有以45°角均勻分布的8塊筋板作為頂蓋8與底盤10的連線板，連線板是一塊上、下邊與笠帽錐形頂蓋8與倒錐形底盤10的內表面相連線的四邊形平板，四邊形平板的兩側的板邊為一條長邊與一條短邊，短邊處於笠帽的外周邊側的鋸齒14齒谷的下方，長邊處於笠帽的中心部位，並要求8條長邊的邊上端在笠帽錐頂8內側的中心位置圍成一個直徑縮小為400毫米的圓周13，使8條長邊的邊下端與底盤10中心所設的各個不同直徑的圓孔12周邊的距離11都是50毫米。

參照附圖3：加壓碳化塔的塔內近頂部開始向塔的下方均勻設定22個上部笠帽，在上部笠帽全部放置完畢後，依次再放置8個下部笠帽，此時最下方的下部笠帽已將接近加壓碳化塔的塔底。

在加壓碳化塔的頂面上設有尾氣出口管20，在第一個上部笠帽的塔側壁上設有清洗氨母液入口管19，在第一個下部笠帽的塔側壁上設有中部變換氣入口管17，在每個下部笠帽的下方都設有一個冷卻水箱18，在最下方的一個下部笠帽的下方塔底部設有塔底變換氣入口管16和一個碳酸氫鈉懸浮液的出口管15。

榮譽表彰

2005年，《加壓碳化塔笠帽》獲得第四屆江蘇省專利項目獎優秀獎。